DE204768C

DE204768C -

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Publication number: DE204768C
Application number: DE1908204768D
Authority: DE
Filing date: 1908-03-27
Anticipated expiration: 1928-03-28

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVl 204768 ·- KLASSE 21 c. GRUPPE- JVl 204768 - CLASS 21 c. GROUP

Zusatz zum Patente 167804 vom, 18. April 1905.Addendum to patent 167804 of April 18, 1905.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. März 1908 ab. Längste Dauer: 17. April 1920. Patented in the German Empire on March 28, 1908. Longest duration: April 17, 1920.

Gemäß nachfolgend beschriebener Erfindung wird die im Patent 167804 beschriebene Einrichtung sogenannter Variationsanlasser, nach der Leiter von hohem positiven Temperaturkoeffizienten, z. B. Eisendrähte oder -bänder (Variatoren), in den Kreis des anzulassenden Motors geschaltet sind, auf Wechsel- und Drehstrommotoren ausgedehnt, wobei besondere für diese Art Motoren geeignete Schaltungen der Variatoren Anwendung gefunden haben.According to the invention described below, the device described in patent 167804 becomes so-called variation starter, based on the ladder of high positive temperature coefficient, z. B. iron wires or bands (variators), connected to the circuit of the engine to be started, on change and Three-phase motors expanded, with special circuits suitable for this type of motor of the variators have been used.

In Fig. ι bis 8 sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, durch die in der Hauptsache bezweckt wird, lediglich durch Schließung und Öffnung des Statorkreises, also ■ tunlichst ohne Öffnung und Schließung des Rotorkreises, die In- und Außerbetriebsetzung der Motoren zu bewirken.In Fig. Ι to 8 are different embodiments the invention represented, by which the main purpose is, only by closing and opening the stator circuit, So ■ if possible without opening and closing the rotor circuit, starting and stopping of the motors.

In Fig. ι geschieht dies in einfachster und . allgemeiner Form derart, daß der Rotorkreis R In Fig. Ι this happens in the simplest and. general form such that the rotor circle R

ao dauernd — auch, bei stromlosem Zustande des Motors — durch die drei in Sternschaltung angeordneten Variatoren oder Variatorengruppen V in sich geschlossen ist. Wird der Statorschalter. A geschlossen, so setzt sich der Rotor in Gang, wobei ein anfänglich etwas größerer Stromstoß infolge des noch kalten Zustandes der Variatoren auftritt. Diese er-· wärmen sich aber in kürzester Zeit und erreichen bei Dunkelrotglut etwa das Achtfache ihres Anfangszustandes, so daß ein hierdurch selbsttätig geregelter Anlaufstrom erzielt wird.ao continuously - even when the motor is de-energized - by the three variators or variator groups V arranged in a star connection. Will the stator switch. A closed, the rotor starts up, with an initially somewhat larger current surge as a result of the still cold state of the variators. However, these heat up in a very short time and when it is red-hot they reach about eight times their initial state, so that an automatically regulated starting current is achieved as a result.

Nach einiger Zeit, die beispielsweise praktisch der üblichen Anlaßdauer entsprechend 2 bis 15 Sekunden beträgt, wird durch den Schalter K, der um b drehbar ist, bei α und c der sternförmige Variationswiderstand kurzgeschlossen, und die Anlaßperiode ist beendet. Dies kann ohne erheblichen Stromstoß geschehen, da die nach der anfänglichen Einschaltung in Glut oder wenigstens in höhere Erhitzungsgrade versetzten Eisenwiderstände mit schnell steigender Rotorgeschwindigkeit eine stetig sinkende Spannung bzw. Energie aufnehmen, infolgedessen ihren Erhitzungsgrad verlieren und daher bei der Kurzschließung nur noch so wenig Eigenwiderstand aufweisen, daß bei ihrer Abschaltung ein störender Stromstoß nicht mehr auftreten kann.After some time, which is for example practically 2 to 15 seconds corresponding to the usual starting time, the star-shaped variable resistor is short-circuited at α and c by the switch K, which can be rotated about b, and the starting period is ended. This can happen without a significant current surge, since the iron resistances, which are set to glowing embers or at least to a higher degree of heating after the initial switch-on, absorb a steadily decreasing voltage or energy with rapidly increasing rotor speed, consequently lose their degree of heating and therefore only have so little intrinsic resistance during short-circuiting that a disruptive current surge can no longer occur when they are switched off.

Der Vorteil dieser Schaltung mit stets geschlossenem Rotorkreis besteht darin, daß lediglieh von den Statorzuführungen I, II, III die In- und Außerbetriebsetzung bewirkt werden kann, also eine bequeme Fernregelung des Motors lediglich durch diese drei Leitungen möglich ist, wobei es sogar genügt, auch nur zwei Netzleitungen zu unterbrechen und zu schließen, während die dritte dauernd am Stator s liegen kann. Der Schalter K kann von Hand oder selbsttätig bedient werden.The advantage of this circuit with an always closed rotor circuit is that the starting and stopping of operation can only be effected by the stator supply lines I, II, III , i.e. convenient remote control of the motor is only possible through these three lines, and it is even sufficient to interrupt and close only two power lines, while the third can be permanently connected to the stator. The switch K can be operated manually or automatically.

Fig. 2 entspricht ihrem Wesen nach vollständig der Fig. 1, jedoch sind hier die Variatoren V in Dreieckschaltung angeordnet.FIG. 2 corresponds in its essence completely to FIG. 1, but here the variators V are arranged in a delta connection.

(2. Auflage, ausgegeben am 2. April igog.)(2nd edition, issued on April 2nd igog.)

Man ist durch beliebige Wahl von Stern- oder Dreieckschaltung im Rotorkreise in der Lage, verschiedenartige, gerade zur Verfügung stehende Variator elemente anwenden zu können. Z. B. würde man für. einen bestimmten Motor, sofern man nur Variatoren für etwa no Volt Spannungsaufnahme zur Verfügung hat, die Dreieckschaltung anwenden können, besitzt man aber nur solche für etwa 65 Volt, so muß man sie bei demselben Motor in Sternschaltung bringen, vorausgesetzt, daß. diese Spannungen der angenommenen Motortype entsprechen. Die Zahl der parallelen Variatorelemente bzw. die Stromaufnahmefähigkeit der Gruppen wird gewählt nach dem normalen Strombedarf des Motors im Rotorkreis unter Berücksichtigung des gewünschten Anzugsmomentes (Vollast, Leerlauf usw.) und der angewendeten Schaltung (Stern- oder Dreieck-By any choice of star or delta connection in the rotor circuit, you are able to create various, To be able to use the variator elements that are currently available. E.g. one would for. a certain engine, provided you only have variators for about no volts Has voltage absorption available that can use delta connection but if you only have them for about 65 volts, you have to use them in a star connection with the same motor bring provided that. these voltages correspond to the assumed engine type. The number of parallel variator elements or the current capacity of the groups is selected according to the normal Current requirement of the motor in the rotor circuit, taking into account the required tightening torque (full load, idling, etc.) and the applied circuit (star or delta

ao u. dgl.).ao and the like).

Fig. 3 und 4 weichen von den Fig. 1 und 2 insofern ab, als hier jedem der Variatoren noch zur Abschwächung des anfänglichen Stromstoßes ein Widerstand W mit geringem Temperaturkoeffizienten, z. B. aus Nickelin, vorgeschaltet ist. In Fig. 3 wird dieser gleichzeitig am Schlüsse der Anlaufperiode durch den Schalter K mit den Variatoren zusammen kurzgeschlossen, während in Fig. 4 die Abschaltung der Widerstände im Rotorkreis in zwei Stufen erfolgt, indem zunächst durch die Kontakte d und f des um e drehbaren Schalters z. B. nach 3 Sekunden die konstanten Widerstände W abgeschaltet und z. B. nach etwa weiteren 3 Sekunden durch den um b drehbaren Schalter K bei α und c auch die Variationswiderstände V kurzgeschlossen werden. 3 and 4 differ from FIGS. 1 and 2 in that each of the variators is provided with a resistor W with a low temperature coefficient, e.g. B. made of nickel, is connected upstream. In Fig. 3 this is simultaneously short-circuited together at the end of the start-up period by the switch K with the variators, while in Fig. 4 the disconnection of the resistors in the rotor circuit takes place in two stages, by first through the contacts d and f of the switch rotatable by e z. B. switched off after 3 seconds, the constant resistances W and z. B. after about another 3 seconds by the switch K rotatable by b at α and c, the variable resistances V are short-circuited.

Nach Belieben kann man in Fig. 3 und 4 wiederum Stern- oder Dreieckschaltung anwenden. In der Praxis kann man in der Regel die zweistufige Abschaltung entbehren.Star or delta connection can again be used in FIGS. 3 and 4 as desired. In practice, the two-stage shutdown can usually be dispensed with.

In Fig. 5 ist das Anlassen eines Drehstrommotors nach beiden Drehrichtungen dargestellt.In Fig. 5, the starting of a three-phase motor is shown in both directions of rotation.

Es wird hierbei durch den Umkehrschalter A eine Vertauschung von zwei Zuführungsleitungen I und II zum Stator s infolge der Kreuzverbindung der Kontakte 1 und 6 bzw. 3 und 4 vorgenommen, während die dritte Leitung III mittels der Kontakte 7 und 9 für beide Rieh-' tungen an derselben Klemme des Stators liegen bleibt. Die Leitungen I, II, III führen zu den Drehpunkten des Schalters 2, 5 und 8. Im übrigen erfolgt die Abschaltung der Variatoren, denen, wie ohne weiteres verständlich, zur Stromabschwächung auch konstante Zusatzwiderstände vorgeschaltet sein können, von Hand oder selbsttätig durch den Schalter K. Es ist ersichtlich, daß auch hier für einen selbsttätigen Umkehranlasser die In- oder Außerbetriebsetzung des Motors nach beiden Richtungen hin lediglich vom Stator aus in einfachster Art bewirkt werden kann, wobei wiederum der Rotorkreis durch die Variatoren und etwaigen sonstigen Widerstände dauernd geschlossen bleiben kann· und vor allem dieselben Variatoren und dieselbe Schalteinrichtung K für beide Bewegungsrichtungen in gleicher Art dient.The reversing switch A interchanges two supply lines I and II to the stator s due to the cross connection of contacts 1 and 6 or 3 and 4, while the third line III by means of contacts 7 and 9 for both directions remains on the same terminal of the stator. Lines I, II, III lead to the pivot points of switches 2, 5 and 8. Otherwise, the variators are switched off, which, as is easily understood, can also be preceded by constant additional resistors to weaken the current, either manually or automatically by the switch K. It can be seen that here, too, for an automatic reversing starter, the starting or stopping of the motor in both directions can only be effected from the stator in the simplest way, with the rotor circuit again being permanently closed by the variators and any other resistances And, above all, the same variators and the same switching device K are used in the same way for both directions of movement.

Fig. 6 zeigt eine Einrichtung, um mit Gegenstrom zu bremsen, wie dies bei Drehstrom nicht selten geschieht. Während der Rotorkreis, sei es in Stern- oder Dreieckschaltung der Variatoren, keine Unterschiede gegenüber Fig. 5 zeigt, ist hier an dem Umschalter A des Statorkreises, der im übrigen wie in Fig. 5 angeordnet ist, ein Abschwächungswiderstand χ in die Verbindungen der Kontakte 1 mit 6, 3 mit 4 und 7 mit 9 geschaltet, der aus Widerstandsmaterial mit geringem Temperaturkoeffizienten oder aus Variatoren bestehen kann und dazu dient, bei plötzlicher Bremsung, d. h. Umlegen des Schalters A auf die Kontakte i, 4 und 7, den Stromstoß und damit die auf die Variatoren V wirkende Spannung im Moment der Umschaltung abzuschwächen, da bei dieser Stromumkehr zwecks Gegenstrombremsung eine, erheblich erhöhte Spannung an und für sich im Rotorkreis auftritt, welche sonst die nur für eine Bewegungsrichtung, also normale Rotorspannung, bemessenen Variatoren zerstören könnte. Natürlich ist das Anlaufmoment im entgegengesetzten Drehsinne, also im Sinne der Bremswirkung, durch die Widerstände im Stator bedeutend geschwächt, kann jedoch für manche Fälle in der Praxis zur Bremsung ausreichen.Fig. 6 shows a device to brake with countercurrent, as happens not infrequently with three-phase current. While the rotor circuit, be it in star or delta connection of the variators, shows no differences compared to FIG. 5, there is an attenuation resistor χ in the connections of the contacts at the changeover switch A of the stator circuit, which is otherwise arranged as in FIG 1 connected to 6, 3 to 4 and 7 to 9, which can consist of resistance material with a low temperature coefficient or of variators and is used in the event of sudden braking, ie switching switch A to contacts i, 4 and 7, the current surge and thus to weaken the voltage acting on the variators V at the moment of switchover, since with this current reversal for the purpose of countercurrent braking, a considerably increased voltage occurs in and of itself in the rotor circuit, which otherwise could destroy the variators, which are only designed for one direction of movement, i.e. normal rotor voltage. Of course, the starting torque in the opposite direction of rotation, i.e. in the sense of the braking effect, is significantly weakened by the resistances in the stator, but in some cases it may be sufficient for braking in practice.

In Fig. 5 war eine solche Schutzeinrichtung für die plötzliche Umkehr der Bewegung nicht vorgesehen. Es ist hier also entweder durch genügende Pause in der Zwischenausschaltstellung des Umschalters A eventuell mit gleichzeitiger anderweitiger mechanischer, magnetischer oder sonstiger Bremswirkung in dieser Ausschaltstellung (wie es z. B. bei Aufzügen üblich ist) gegen eine Überlastung der Variatoren bei der Stromumkehr Vorsorge getroffen, oder es müssen die Variatoren V von vornherein so groß hinsichtlich der Spannungsaufnahme oder so zahlreich in Parallelschal- tung vorhanden sein, daß sie den plötzlichen, wesentlich erhöhten Energiebetrag im Moment der schnellen Stromumkehr des noch mit nahezu voller' Geschwindigkeit im ursprünglichen Sinne laufenden Motors aufzunehmen imstande sind.In Fig. 5, such a protective device for the sudden reversal of movement was not provided. In this case, precautions are taken against overloading the variators when reversing the current, either by taking a sufficient break in the intermediate switch-off position of switch A, possibly with a simultaneous mechanical, magnetic or other braking effect in this switch-off position (as is common, for example, in elevators), or the variators V must from the outset be so large in terms of voltage consumption or so numerous in parallel that they are able to absorb the sudden, significantly increased amount of energy at the moment of the rapid current reversal of the motor, which is still running at almost full speed in the original sense are.

In Fig. 7 ist für die Spannung der Variatoren bei plötzlicher Bewegungsumkehr folgende Einrichtung getroffen. In der normalen Drehrichtung, also auf den Kontakten 3, 6 und 9In Fig. 7, the following device is used for the voltage of the variators in the event of a sudden reversal of movement met. In the normal direction of rotation, i.e. on contacts 3, 6 and 9

des Umschalters A, befinden sich anfänglich lediglich die Variatoren V im Rotorkreise, indem durch gleichzeitigen Kontaktschluß mittels A¹ bei 11,12 und 14,15 die Zusatzwiderstände W von vornherein kurzgeschlossen sind. Wenn dagegen zwecks Gegenstrombremsung der Umschalter A auf die Kontakte 1, 4 und 7 umgelegt wird, so sind die Widerstände W nicht mehr kurzgeschlossen, da der Nebenschalter A¹ nur einseitig ist. Es wird also zwecks Abschwächung der sonst bei plötzlicher Bewegungsumkehr übermäßig großen, auf die Variatoren wirkenden Spannung bei der Bremsung vor jedem Variator ein Scjiutzwiderstand W aus Nickelin oder anderem Materiale von geringem Temperaturkoeffizienten vorgeschaltet, an Stelle dessen natürlich auch je ein Zusatzvariator gewählt werden könnte, der eben nur bei der Gegenstromschaltung zwecks Erhöhung der Gesamtaufnahmefähigkeit der Variatoren mitvorgeschaltet wird.of the switch A, initially only the variators V are in the rotor circuit, in that the additional resistors W are short-circuited from the outset by simultaneous contact closure by means of A ¹ at 11, 12 and 14, 15. If, on the other hand, the changeover switch A is switched to contacts 1, 4 and 7 for the purpose of countercurrent braking, the resistors W are no longer short-circuited, since the secondary switch A ^{1 is} only one-sided. For the purpose of attenuating the voltage that is otherwise excessive in the event of a sudden reversal of movement and acting on the variators during braking, a protective resistor W made of nickel or other material with a low temperature coefficient is connected upstream of each variator, instead of which an additional variator could of course also be selected is only connected upstream with the countercurrent circuit in order to increase the overall absorption capacity of the variators.

Fig. 8 zeigt endlich die Anwendung der den vorhergehenden Schaltungen zugrunde liegenden Einrichtungen unter Benutzung selbsttätiger Schaltvorrichtungen im Rotorkreise als Beispiel in einer Ausführungsform. Man kann in bekannter Weise durch einen Fliehkraftregler bei Erreichung einer bestimmten Rotorgeschwindigkeit die Kurzschließung der Variatoren oder auch der Zusatzwiderstände in einer oder mehreren Stufen bewirken lassen.Finally, FIG. 8 shows the application of the circuits on which the preceding circuits are based Facilities using automatic switching devices in the rotor circuit as Example in one embodiment. You can use a centrifugal governor in a known manner when a certain rotor speed is reached, the variators are short-circuited or the additional resistances can be brought about in one or more stages.

Wird die Einrichtung jedoch elektrisch getroffen bzw. elektromagnetisch, so ist mit Vorteil die Beeinflussung der selbsttätigen Schaltvorrichtungen vom Statorkreise aus vorzunehmen. So kann z. B. in einfacher Art die Schaltvorrichtung mit einem Zeitregler (Luft-, Flüssigkeit- oder sonstige Dämpfung oder Uhrwerk) G, der mit einem elektromagnetischen Relais Z verbunden ist, eingerichtet sein. Wenn der Hauptschalter A eines einseitigen oder ' eines Umkehranlassers die Statorleitungen I, II, III im einen oder denr anderen Sinne anschließt, so wird außer der in den vorhergehenden Figuren geschilderten Inbetriebsetzung des Rotors R durch die bei 3 und 9 angeschlossenen Spannungsleitungen die Wicklung Z (Zeitrelais) eingeschaltet, da der Kontakt U zunächst geschlossen ist. Nach einigen Sekunden, die einstellbar sind, schließt der Anker des Zeitrelais L bei O und Y auch den Kreis der Wicklung E eines Fernschalters, welcher nunmehr durch seinen Kern N den Anker Q anzieht und bei P und T Kontaktschluß macht. Hierdurch werden die Variatoren V und etwaige sonstige Widerstände im Rotorkreise kurzgeschlossen, und die Abschaltung ist hiermit vollendet, das Anlassen also selbsttätig beendigt. Wenn der Kern N angezogen ist, so hebt er gleichzeitig sich von einem federnden Kontakt B ab, der somit hierdurch geschlossen wird und die Wicklung E des Fernschalters nunmehr direkt, also unabhängig von den Kontakten O und Y des Zeitrelais, an die 'Stromzuführungsleitungen des Stators anschließt. Ferner wird nach beendigtem Kontaktschluß bei P und T und nach Schließung von B durch den Ankerkern N nunmehr der Kontakt U geöffnet und die jetzt überflüssig gewordene Erregung der Zeitrelaiswicklung Z unterbrochen. Das Zeitrelais braucht somit nur für ein wenige Sekunden dauerndes Arbeiten bemessen zu sein.If the device is made electrically or electromagnetically, however, the automatic switching devices can advantageously be influenced from the stator circuit. So z. B. in a simple way the switching device with a time controller (air, liquid or other damping or clockwork) G, which is connected to an electromagnetic relay Z , be set up. If the main switch A of a one-sided or a reversing starter connects the stator lines I, II, III in one sense or the other, then in addition to the start-up of the rotor R described in the previous figures, the winding Z ( Timer relay) switched on because contact U is initially closed. After a few seconds, which are adjustable, the armature of the timing relay L closes at O and Y also the circuit of winding E of a remote switch, which now attracts armature Q through its core N and makes contact at P and T. As a result, the variators V and any other resistances in the rotor circuit are short-circuited, and the switch-off is hereby completed, i.e. the starting is ended automatically. When the core N is attracted, it simultaneously lifts from a resilient contact B , which is thus closed and the winding E of the remote switch now directly, i.e. independently of the contacts O and Y of the timing relay, to the 'power supply lines of the stator connects. Furthermore, after the contact closure at P and T and after closure of B by the armature core N, the contact U is now opened and the excitation of the timing relay winding Z , which has now become superfluous, is interrupted. The timing relay therefore only needs to be dimensioned for a few seconds of work.

Wie ersichtlich, wirkt die selbsttätige Schaltvorrichtung, bestehend aus einem Fernschalter mit Zeitregelung, gleichmäßig für beide Drehrichtungen des Motors. Auch hier lassen sich mehrere Stufen der Abschaltung anwenden und die verschiedenen, vorher dargestellten Kombinationen mit Stern- und Dreieckschaltung und mit und ohne Zusatzwiderstände anwenden. As can be seen, the automatic switching device, consisting of a remote switch, works with time control, evenly for both directions of rotation of the motor. Here, too, can apply several shutdown levels and the various combinations shown above Use with star and delta connection and with and without additional resistors.

Erwähnt sei schließlich noch, daß an Stelle der Schutzvorschaltung von gewöhnlichen Widerständen oder Variationswiderständen bei plötzlicher Bewegungsumkehr' (Gegenstrombremsung) vor die Anlaufvariatoren (gemäß Fig. 7) auch eine Umschaltung der Variatoren aus der Dreieck- in die Sternschaltung vorgenommen werden kann, da alsdann bei der Gegenstrombremsung die Variatoren nur den etwa 1,7 ten Teil derjenigen Spannung auszuhalten brauchen, die sie bei Dreieckschaltung aufzunehmen hatten. Analog den vorstehend für Drehstrommotor wiedergegebenen Schaltungen ist die Anwendung der Variatoren bei Wechselstrommotoren anderer Phasenzahl.Finally, it should be mentioned that instead of the protective upstream connection of ordinary resistors or variation resistance in the event of a sudden reversal of movement '(countercurrent braking) before the start-up variators (according to FIG. 7), the variators are also switched from the triangle to the star connection can be, since then with the countercurrent braking the variators can only withstand the 1.7 th part of that voltage need that they had to include in the delta connection. Analogous to the above The use of the variators is shown in the circuits shown for three-phase motors AC motors with a different number of phases.

Claims

Patent Claims:

1. Automatic starting procedure according to patent 167804 for single-phase and three-phase motors, characterized in that the rotor circuit when the motor is stopped by the resistors of high positive Temperature coefficients and, if necessary, also 105 ■ by customary

■ borrowed resistors of low temperature coefficient is self-contained and the motor can only be started or stopped by closing or opening the no Stator circuit takes place, the variation resistances towards the end of the starting period can be switched off automatically or manually.

2. Automatic starting procedure according to Ahspruch i, characterized in that the stator when reversing the stator current for the purpose of countercurrent braking, variable resistances to reduce the current surge are connected upstream.

3. Automatic starting method according to claim ι, characterized in that at Reversal of the stator current for the purpose of countercurrent braking that previously with the rotor windings Variation resistors connected in delta connection can be switched to star connection.

4. Automatic starting method according to claim i, characterized in that the Disconnection of the variation and, if necessary, existing resistances of low temperature coefficients in the Rotor circuits by one influenced by the stator voltage, with time control provided, automatically acting switching device is effected.

5. A device for carrying out the method according to claim 4, characterized in that a stator voltage influenced, provided with adjustable time damping relay (Z) (Fig. 8) monitors an automatically acting, the rotor resistances controlling 'switch (E, Q) and is automatically switched off again by the switch at the end of its working stroke. . . .

1 sheet of drawings.